Estudio de la dinámica de fluidos confinados en sistemas mesoporosos porResonancia Magnética Nuclear. Estudios a campo bajo y con resoluciónespacial

GARRO LINCK, YAMILA; ACOSTA, RODOLFO H.; SILLETTA, EMILIA V.; VELASCO, MANUEL ISAAC; MONTI, GUSTAVO

Congreso; 105 Reunión de la Asociación Física Argentina; 2020

Asociación Física Argentina

La resonancia magnetica nuclear (RMN) es una metodologa no destructiva, no invasiva y capaz demonitorear la se~nal de resonancia de los atomos presentes en el lquido connado dentro de un medioporoso. De esta manera, no se requiere el agregado de sondas o sustancias auxiliares, lo que permitira,en principio, realizar estudios in-situ. A los equipos clasicos de RMN, podemos sumar los sensoresunilaterales de RMN (como por ejemplo el NMR-MOUSE). Estos equipos combinan imanes y bobinasde radiofrecuencia de supercie para generar un volumen sensitivo externo al sensor y dentro del objetobajo investigacion. Este dise~no presenta un gradiente de campo que puede aprovecharse para obtenerresolucion de profundidad en el material, y para medir procesos difusivos. El NMR-MOUSE permiteobtener informacion de objetos externos con resolucion espacial del orden de los micrometros. La ventajade estos equipos es que la muestra a analizar no debe introducirse dentro del equipo de RMN, por lo quepermite el analisis de sistemas de casi cualquier geometra. Existe un gran desarrollo en las metodologasde RMN dedicadas al estudio de sistemas porosos. Esto se debe a la gran cantidad de informacion quepuede obtenerse, y a la versatilidad en las aplicaciones. Los experimentos pueden clasicarse en tresgrupos. Por un lado, los experimentos de difusion permiten conocer el ordenamiento, la tortuosidad,coecientes de difusion, la relacion supercie/volumen, dimensiones fractales y geometras de poro.Los experimentos de relajacion permiten determinar distribuciones de tama~nos de poros, estudiar lainteraccion uido-supercie, procesos de intercambio molecular, determinar la energa de absorcion,mojabilidad, movilidad, permeabilidad y conectividad. Cuando estos dos tipos de experimentos secombinan con la capacidad de obtener informacion con resolucion espacial que brinda el NMR-MOUSE,se pueden realizar analisis de distribucion de especies. En esta oportunidad presentaremos el estudio dedinamicas de uidos mediante estudios de relajacion y difusion en sistemas mesoporosos. En particular,se estudio la dinamica de evaporacion de agua connada en sistemas mesoporosos inorganicos. Enuna primera instancia analizaremos los resultados de la evaporacion de agua en un sistema modelo, queconsiste en un empaquetado de esferas de vidrio mesoporosas, con diferentes tama~nos de poro (3, 6 y 10nm). El sistema resultante presenta dos distribuciones de tama~nos de poro, ya que las cavidades entreesferas (macroporos) se suman a los poros ya existentes (mesoporos). Ademas, estas dos distribucionesde poro se encuentran interconectadas, y una molecula del lquido connado en una de ellas puedemigrar hacia la otra. Los resultados obtenidos en estos sistemas modelo ayudan a la interpretacion delos sistemas reales a estudiar. En este caso, presentaremos la dinamica de evaporacion de agua connadaen tres tipos diferentes de rocas. Las rocas elegidas, Berea, Bentheimer e Indiana, presentan diferentepermeabilidad, porosidad y distribucion de tama~no de poro; por lo que se analizara el efecto de estosparametros sobre la dinamica de evaporacion.